수질 모니터링을 위한 유해 물질 유입에 따른 생물체의 행동 반응 분석 및 인식

김철기,차의영,Kim, Cheol-Ki,Cha, Eui-Young 한국정보처리학회 2002 정보처리학회논문지B Vol.9 No.5

본 논문에서는 자동 추적 시스템을 이용하여 카바메이트 계열의 농약인 카보퓨란의 치명적인 투여에 대하여 반자연적인 조건에서 반응하는 깔따구의 움직임을 관찰하였다. 4령기에 있는 깔따구를 $6cm\times{7cm}\times{2.5cm}$ 크기의 서식 장소와 $18^\circ{C}$의 수온, 명기와 암기를 각각 10시간, 14시간의 조건에서 관찰을 하였다. 추적 시스템은 깔따구 몸체의 부분 점들을 탐지하여 추적하도록 하였다. 모든 실험은 반자연적인(semi-natural) 상태에서 진행되었으며 약제 카보퓨란(Carbofuran 0.1mg/l) 처리 전 후 이틀씩 모두 4일에 걸쳐서 연속적으로 진행되었다. 실험 결과 약제의 처리후에 압축된 지그제그 형태로 나타나는 "떨림 현상"과 같은 비정규적인 행동들이 종종 나타남을 알 수 있었다. 약제 처리된 종들의 행동 변화를 탐지하기 위하여, 웨이블릿 분석이 다른 움직임 패턴들을 특징화하기 위하여 사용되었다. 이산 웨이블릿에 기반하여 추출된 파라미터들은 약제처리 전후의 움직임에 대한 다른 유형의 패턴들을 표현하기 위하여 인공 신경망을 통하여 학습되었다. 이러한 웨이블릿과 인공 신경망의 통합 모델은 특징화된 움직임 패턴들의 발생 시점을 탐지할 수 있었으며, 수질 모니터링을 위한 독성 물질의 유입을 자동으로 탐지할 수 있는 도구로써 사용될 수 있음을 알 수 있었다.을 알 수 있었다. In this paper, Using an automatic tracking system, behavior of an aquatic insect, Chironomus sp. (Chironomidae), was observed in semi-natural conditions in response to sub-lethal treament of a carbamate insecticide, carbofuran. The fourth instar larvae were placed in an observation cage $(6cm\times{7cm}\times{2.5cm)}$ at temperature of $18^\circ{C}$ and the light condition of 10 time (light) : 14 time (dark). The tracking system was devised to detect the instant, partial movement of the insect body. Individual movement was traced after the treatment of carbofuran (0.1ppm) for four days 2days : before treatment, 2 days : after treatment). Along with the other irregular behaviors, "ventilation activity", appearing as a shape of "compressed zig-zag", was more frequently observed after the treatment of the insecticide. The activity of the test individuals was also generally depressed after the chemical treatment. In order to detect behavioral changes of the treated specimens, wavelet analysis was implemented to characterize different movement patterns. The extracted parameters based on Discrete Wavelet Transforms (DWT) were subsequently provided to artificial neural networks to be trained to represent different patterns of the movement tracks before and after treatments of the insecticide. This combined model of wavelets and artificial neural networks was able to point out the occurrence of characteristic movement patterns, and could be an alternative tool for automatically detecting presences of toxic chemicals for water quality monitoring. quality monitoring.

디지털콘텐츠 저작권보호 도구로써의 디지털 워터마킹 성능 비교

김철기 ( Kim Cheol Ki ) 한국디자인트렌드학회 2009 한국디자인포럼 Vol.24 No.-

디지털 기술의 발전과 더불어 창작물에 대한 소유권 정보의 중요성이 강조되고 있다. 특히 디지털 콘텐츠의 복제와 변경의 용이성으로 소유권 보호를 위한 다양한 별도의 방법이 필요한 시점이다. 이러한 문제점의 해결을 위하여 워터마킹기법의 경우 특히 영상에 대한 소유권 분쟁의 해법으로 근래에 각광을 받고 있는 기술들 중 하나이다. 그러나 아직까지 이러한 워터마킹기법 및 활용에 대한 이해가 부족한 실정이다. 본 논문에서는 2D 이미지 창작물에 대한 워터마킹 기법의 올바른 선택 기준을 위하여 JPEG 압축 기술인 DCT에 기반한 방법과 JPEG2000 압축 기술인 DWT에 기반한 방법의 성능 결과를 비교하고자 한다. 이를 위하여 100장의 사진, 애니메이션, 그래픽 등 다양한 장르의 이미지에 대하여 일반적으로 이루어질 수 있는 인위적 공격을 가하여 실험을 수행하였으며, 공격 후 삽입된 워터마크의 검출 여부와 워터마크 삽입 전후의 화질 변화도를 측정하였다. 본 논문의 최종적인 목적은 실험 결과에 기반하여 디자인 관련 창작작업에 있어 저작권 문제를 해결하는데 기준을 제공하는데 있다. The importance of copyright about visual creation as a new technology in the area of visual design and image archiving is emphasizing rapidly. Especially, due to the characteristics of easy duplication and modification of digital contents such as visual design, it is necessary to develop a variety of techniques for various protection purposes such as ownership claiming and authentication. To solve above problems, the watermarking technique is one of the most concerned techniques and is solution about image ownership. But comprehension of watermarking and application is insufficient so far. In this paper, to propose a good criterion of watermarking about 2D image creation, we will compare with DCT based method and DWT based method(the DCT is used for JPEG compression, the DWT is used for JPEG2000 compression). For performance tests, we used one hundred images from several jenre such as photography, animation, graphic, and measured watermarking extraction after some attacks. And we measured image quality before and after watermark insertion. This paper aims to support base for copyright troubles in design related creation works.

ART2 알고리즘을 이용한 디지털 워터마킹

김철기(Kim Cheol-Ki),김광백(Kim Kwang-Baek) 한국지능정보시스템학회 2003 지능정보연구 Vol.9 No.3

본 논문에서는 인간시각시스템의 특성에 기반하여 웨이블릿 변환을 적용하여 멀티미디어 데이터의 소유권 보호를 위하여 시각적으로 눈에 띄지 않는 강인한 워터마킹 기법을 제안하고 있다. 이를 위하여 우선 웨이블릿 변환을 사용하여 level 3에서 원 영상을 분해한 후, 최저파수 대역에 해당하는 LL₃ 대역을 제외한 모든 부 대역에 신경회로망을 사용하여 웨이블릿 분해 계수들을 분류한 다음, 최대값을 갖는 클러스터에 대해서 임계치를 적용한다. 그리고 사용된 워터마크는 워터마크의 시각적 확인을 위하여 가우시안 랜덤 벡터 대신에 이진 로고 형태의 워터마크를 사용하였다. 또한, 본 논문에서는 다중 워터마크의 삽입 및 검출을 테스트하였다. 이를 위하여, 웨이블릿 변환을 이용하여 level 3에서 원 영상을 분해한 후, 최 저주파수 대역에 해당하는 LL₃ 대역을 제외한 모든 부대역에 대하여 워터마크를 삽입하였다. 실험에서 우리는 여러 가지 공격에서도 삽입한 워터마크가 강인함을 알 수 있었다. In this paper, we suggest a method of robust watermarking for protection of multimedia data using the wavelet transform and artificial neural network. For the purpose of implementation, we decompose a original image using wavelet transform at level 3. After we classify transformed coefficients of other subbands using neural network except for the lowest subband LL3, we apply a calculated threshold about chosen cluster as the biggest. We used binary logo watermarks to make sure that it is true or not on behalf of the Gaussian Random Vector. Besides, we tested a method of dual watermark insertion and extraction. For the purpose of implementation, we decompose a original image using wavelet transform at level 3. After we classify transformed coefficients of other subbands using neural network except for the lowest subband LL3, we apply a above mentioned watermark insert method. In the experimental results, we found that it has a good quality and robust about many attacks.

Wavelet에 의한 주파수 영역 내에서의 디지털 워터마크의 삽입 및 검출 기법

김철기(Cheol-Ki Kim),강이철(Yi-Chul Kang),이학만(Hak-Man Lee),차의영(Eui-Young Cha) 한국멀티미디어학회 2000 한국멀티미디어학회 학술발표논문집 Vol.2000 No.1

웨이블릿 변환을 사용한 영상의 노이즈 제거

김철기(Cheol-Ki Kim),강이철(Yi-Chul Kang),김강석(Gang-Sok Kim),차의영(Eui-Young Cha) 한국정보과학회 2000 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1B

웨이블릿 디노이징 기법은 웨이블릿 계수들이 thresholding에 의해 부가적인 가우시안 노이즈들을 제거하는데 사용된다. 필터에 기반한 다른 많은 변환들처럼, 웨이블릿 scaling방법들은 이미지의 경계선들의 근처에 블러링 현상이나 인공적인 잡음들이 나타나게된다. 본 논문에서 구현하고자 하는 웨이블릿 변화 필터의 구현 배경은 경계선 부분의 손실 없이 이미지의 노이즈 제거를 위한 것이다. 많은 이미지 향상과 회복기법들은 이러한 붕괴 처리의 효과들을 위한 보상으로 개발되었다. 또한 뉴럴 필터, 퍼지 필터, LMS L-filter, quadratic filter, sigma filter 등은 이러한 이미지의 질을 개선하기 위한 수학적인 도구들이라고 할 있다[1].

주조색과 밝기 정보를 이용한 인상주의 작품 분석

김철기 ( Kim Cheol Ki ) 한국디자인트렌드학회 2010 한국디자인포럼 Vol.29 No.-

IT 기술의 발전과 문화콘텐츠에 대한 관심의 증가로 인하여 최근 들어 과거 시대의 예술 작품에 대한 과학적 분석 연구가 관심을 받고 있다. 특히 과학적 분석을 통한 연구 결과는 다양한 분야에 적용 가능하므로 그 기대 가치가 크다 하겠다. 본 논문에서는 이러한 관점에서 서양화의 대표적 사조 중 하나인 인상주의 화가들의 작품을 중심으로 컬러 기반 주조색 및 이미지의 밝기 정보를 이용, 작품의 특성을 분석함으로써 빛과 컬러를 중시하는 인상주의 화풍의 특성에 대한 과학적 근거를 제시하였다. 또한 주조색을 이용한 컬러의 특성을 감정형용사를 이용하여 작품 색에서 느껴지는 느낌이 어떠한지에 대한 구체적인 표현으로 추출해냈다. 실험을 통하여 기존에 알려진 인상주의 화가들의 인문학적 분석 결과와 과학적 기술에 기반한 분석 결과가 어느 정도 일치하는 것을 확인할 수 있었으며 이러한 분석 기법의 다양한 응용 가능성을 찾아볼 수 있는 계기를 제공하였다. In recent, research on art paintings draws attention on the basis of advance of IT technology and concerns about increasement of cultural contents. Especially, the research results which were analyzed by scientific methods are valuable because they have enough potential for being used in various fields. The impressionist tended to give great priority to the light and color. Therefore, the impressionist style of painting had been analyzed by methods which emphasize dominant color and brightness of images. This paper tried to suggest the valuable results of scientific analysis in this point of view. Also we extract concrete expressions from their color of the paintings which were influenced and characterized by the dominant color by using emotional adjectives. Through this experiment, we could confirm the correspondence of results between our scientific analysis and the existing humanistic analysis in the field of impressionist paintings. This study provides a showcase to potential applications

모션캡쳐시스템을 이용한 애니메이션 기술의 동향 분석

김철기 ( Kim Cheol Ki ),손원준 ( Son Won Jun ) 한국디자인트렌드학회 2008 한국디자인포럼 Vol.19 No.-

정보기술 및 문화기술의 발전과 더불어 근래에 들어 다시 각광을 받고 있는 분야가 모션캡쳐 분야이다. 모션캡쳐시스템의 경우 영화, 애니메이션, 게임 등과 같은 문화 산업 뿐만 아니라, 의학, 군사 등 여러 산업분야에 적용되고 있는 활용도가 높은 기술이다. 국내에서는 1990년대 후반부터 3D 애니메이션의 열풍과 함께 모션캡쳐 데이터의 활용에 대한 관심이 증가하였다. 그러나 아직까지 이러한 모션캡쳐시스템 및 데이터의 활용에 대한 이해가 부족한 실정이다. 본 논문에서는 모션캡쳐시스템의 이해와 활용을 돕기 위하여 현재까지 개발된 시스템의 소개와 적용사례의 분석을 통하여 향후 모션캡쳐시스템의 흐름을 예측해보고자 한다. The interests about motion capture has increased dramatically over the past few years because of the growth of information technology and culture technology. It`s efficiency is increased not only culture industry such as movie, animation, game, but also several industry areas such as medical, military, etc. In domestic, the concerns are increased about application of motion capture data with 3D animation wave since 1990s. But, so far, many people don`t understanding motion capture system and use of motion data. This paper aims to predict trends of motion capture system through analysis of application case and introduction of conventional system.

다층 퍼셉트론을 이용한 유해물질 유입에 따른 송사리의 행동 반응 분석 및 인식

김철기(Kim Cheol-Ki),김광백(Kim Kwang-Baek),차의영(Cha Eui-Young) 한국멀티미디어학회 2003 멀티미디어학회논문지 Vol.6 No.6

인터랙티브 영상의 시청자 행태모델 정의를 위한 감성어휘연구

김철기 ( Cheol-ki Kim ),손준혁 ( Jun-hyuk Son ),이상걸 ( Sang-geol Lee ),차지현 ( Ji-hyun Cha ),김승환 ( Seung-hwan Kim ) 한국디자인트렌드학회 2017 한국디자인포럼 Vol.54 No.-

연구배경 근래에 들어 인터랙티브 영화, 광고, 다큐멘터리 등과 같은 새로운 형식의 영상이 등장하였다. 또한 사용자 경험 및 상호작용 관련 연구의 중요성이 높아지고 있다. 그러나 대부분의 관련 연구들은 오픈 시나리오 기반의 가상 게임공간이나 전시공간, 광고와 같은 한정된 분야에 집중되어 있거나 매우 단순한 형태의 상호작용만을 사용하고 있다. 이러한 문제의 원인은 시청자의 욕구 및 행태모델연구가 제대로 이루어지지 않았기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 시청자가 느끼는 감성어휘 기반 행태모델을 제시함으로써 향후 상호작용의 모달리티 정의에 활용하고자 한다. 연구방법 본 연구에서는 감성어휘의 정의 및 분류를 위하여 비디오관찰법과 문헌연구, 웹 검색을 병행하여 적용하였다. 추출된 행동유형을 카테고리별로 분류하기 위하여 디자인, 사용자, 심상영역으로 사용자의 욕구를 정의한 후 단일동사와 결합동사의 형태로 요약하고 관련 형용사를 매칭시키는 순서로 연구를 진행하였다. 연구결과 추출된 어휘들에 대하여 어피니티 다이어그램을 통하여 디자인, 사용자, 심상영역 별로 사용자 욕구를 정리해본 결과, 디자인영역은 기능욕구와 조형욕구로 나뉘었으며 기능욕구는 다시 난이성, 우수성, 신규성, 청각, 시간성으로 세분화되었고, 조형욕구는 그래픽(색채, 심미성, 명암, 청탁, 촉각, 온도, 밀도), 사운드(고저, 대소, 원근, 심천, 광협, 균형, 장단), 모양(원각, 후박, 예둔, 층위, 수량)으로 세분화되었다. 결론 본 연구에서 도출된 형용사의 경우 향후 언어적 감성평가법과 비언어적 감성평가법에 모두에 적용가능하며, 궁극적으로는 사용자의 상호작용 정의를 위한 반응 모달리티에 응용될 수 있다. Background Recently, new forms of visual media such as interactive movie, advertisement, and documentary have showed up. In addition, the importance of user experience and interaction related studies is simultaneously increasing. However, most of the relevant studies are mainly focused on such limited areas like open-scenario based virtual game space, exhibition space, or advertisements and not to mention the usage of very simple form of interaction. The reason behind this problem is due to the lack of studies on viewer desires and behavior models. Therefore, this study suggests viewer behavior models based on the emotional vocabulary generated by viewers, for further usage on defining interaction modalities. Methods In this study, video observance method, reference research, and web search were applied at the same time. The study was carried out in order of defining user desires as design, user, and realm of the imagery, and summarizing as both single and compound-verb forms, then matching with relevant adjectives. Result As a result of organizing user desires by design, user, and realm of the imagery categories through the affinity diagram on extracted vocabulary, the design category was divided into functional wants and formative wants. The functional wants were then subdivided into relative difficulty, excellence, novelty, auditory, and temporality. Also, the formative wants were subdivided into graphic(color tone, aesthetic relativity, light and shade, clarity, sense of touch, temperature, density), sound(height, size, perspective, depth, breadth and narrowness, balance, length), and shape(roundness, thickness, sharpness, levels, quantity). Conclusion The adjectives drawn from this study can be applied to both verbal and nonverbal sensibility assessment methods, and ultimately to responsive modality for defining user interactions.

프랙탈 차원을 이용한 미술작품 비교 분석-몬드리안, 칸딘스키, 에셔, 잭슨폴록의 작품을 중심으로-

김철기 ( Kim Cheol Ki ),김민정 ( Kim Min Jung ) 한국디자인트렌드학회 2013 한국디자인포럼 Vol.38 No.-

수학이론과 미술작품의 조형성의 관계에는 어느 정도 연관도가 있음이 최근의 많은 연구에서 발견되고 있다. 이러한 발견은 과거 시대의 예술 작품에 대한 과학적 분석 연구를 가능하게 해주는 근거가 되고 있다. 본 논문에서는 이러한 이론들 중 프랙탈 차원을 이용하여 미술 작품을 분석하였다. 프랙탈 차원은 측정 대상의 결(texture) 복잡도와 촘촘한 정도를 측정하는 도구이다. 본 논문에서는 4명의 화가에 대하여 각 화가별로 47점의 작품을 사용하여 프랙탈 차원을 측정하였다. 실험결과 4명의 화가들에 대한 프랙탈 차원의 차이가 확연하게 존재함을 확인할 수 있었으며 각 화가의 연대별 차원의 변화 또한 확인할 수 있었다. 이러한 과학적 분석을 통한 연구 결과는 다양한 분야에 적용 가능하므로 그 기대 가치가 크다 하겠다. Between mathematical theory and plasticity of paintings, the relationship of a degree of association has been found in many of the recent researches. These discovery is the basis that enabling scientific analysis about paintings. In this paper, we analyzed paintings using the fractal dimension among these theories. The fractal dimension is a tool to measure the coarseness and complexity of object`s texture. For experiments, we measured with four painter and 47 images per painter by using the fractal dimension. Throughout experimental results, we could confirm the existence of difference among painters. And we also could confirm the chronological dimension`s movement of each painter. The research results which were analyzed by scientific methods are valuable because they have enough potential for being used in various fields.